Поддержания пластового

.Добавление пероксида водорода Н2Оа к концентрированной HNO3 также вызывает периодическое разрушение и образование пассивной пленки, возможно, из-за окисления HNO4 до HNO3 [13]. Сам Н2О2 не является таким эффективным катодным деполяризатором, как HNO2, поэтому пассивная пленка в присутствии Н2О2 может восстанавливаться только если мгновенная приповерхностная концентрация HNO2, образовавшейся в результате реакции железа и HNO3, достаточно высока. После того как пассивность достигнута, поверхностная концентрация HNOa уменьшается из-за реакции с Н2О2, и ее становится меньше, чем необходимо для поддержания пассивности[ далее цикл повторяется.

В случае нержавеющей стали 316 в 67 % растворе H2SO4 при 24 °С, для того чтобы началась пассивация, необходимо достигнуть довольно высокого значения плотности тока (/крит) — 6 А/и2. Однако для поддержания пассивности обычно требуются небольшие плотности тока: для нержавеющей стали 316 в 67 % растворе H2SO4 /к„ит == 10~3 А/м2 (0,1 мА/см2), а для мягкой стали 0,15 А/м2 (15 мА/см2). Коррозионные потери, соответствующие этим плотностям тока, составляют 0,02 и 2,5 г/(м2-сут^,

Склонность аустенитных нержавеющих сталей к межкристал-литной коррозии зависит от содержания в них углерода. Малоуглеродистая сталь (< 0,02 % С) относительно стойка к коррозии этого типа [151. Азот, обычно присутствующий в промышленных сплавах в количествах, достигающих нескольких сотых процента, не столь сильно способствует разрушениям, как углерод (рис. 18.3) [16]. При высоких температурах (например, при 1050 °С) углерод почти равномерно распределен в сплаве, однако в области температур сенсибилизации (или при несколько более высоких температурах) он быстро диффундирует к границам зерен, где соединяется преимущественно с хромом с образованием карбидов хрома (например, М23Св, в котором М обозначает хром и небольшое количество железа). В результате этого процесса прилегающие к границам зерен участки сплава обедняются хромом. Его содержание может упасть ниже 12 %, которые необходимы для поддержания пассивности. В местах превращений объем сплава меняется, и это изменение объема распространяется от границы зерен на небольшое расстояние в глубь зерна. В результате на протравленной поверхности наблюдается расширение границ зерен. В сплаве, обедненном хромом, образуются активно-пассивные элементы с заметной разностью потенциалов. Зерна представляют собой катодные участки большой площади по сравнению с небольшими анодными участками границы зерен. Протекание электрохимических процессов приводит к сильной коррозии вдоль границ зерен и проникновению агрессивной среды в глубь металла.

Нержавеющие стали в целом находят весьма ограниченное применение в морских условиях. Успешное их применение основывается на контроле окружающей среды с целью поддержания пассивности металла или же подразумевает защитные меры, препятствующие местной коррозии. Нержавеющие стали обычно стойки в морских атмосферах, где на открытой незащищенной поверхности сохраняется пассивная пленка. Благоприятны для поддержания пассивности и условия в быстром потоке морской воды. В спокойной морской воде причиной разрушения металла часто является местная коррозия, в частности питтинг. Наблюдается также коррозионное растрескивание под напряжением. Однако при правильном выборе типа сплава, а также режимов упрочнения и старения высокопрочные нержавеющие стали стойки в морских атмосферах.

Хотя при экспозиции в зоне прилива в течение большей части времени обеспечивается хорошая аэрация, все же в этих условиях имеются факторы, препятствующие поддержанию поверхности металла в пассивном состоянии. Морские животные, например, усоногие раки и моллюски, а также другие организмы, участвующие в обрастании, поселяются на участках поверхности конструкции, расположенных в зоне прилива и ниже, лишая металл притока кислорода, необходимого для поддержания пассивности. В зоне прилива возрастает также опасность щелевой коррозии в местах соединения деталей конструкции, так как в периоды погружения сравнительно большие участки поверхности вне щели могут служить катодами. Кроме того, существенно, что металл в зоне прилива не успевает поляризоваться.

В случае мартенситных нержавеющих сталей ни быстрое течение воды, ни катодная защита не являются эффективными средствами поддержания пассивности. То же относится и к ферритным сталям. При использовании катодной защиты как мартенситные, так и ферритные стали склонны к водородному разрушению. Поэтому обычно используют только аустенитные нержавеющие стали.

разование элемента дифференциальной аэрации. Например, в щелях медленная диффузия кислорода извне может быть недостаточной для поддержания пассивности металла. Внешние участки поверхности металла, обильно снабжаемые кислородом, играют при этом роль катода, а активные участки внутри щели становятся локальными анодами.

Никель—медь. В конструкциях, работающих в быстром потоке морской воды, такие сплавы, как Монель 400 и Монель К.500, демонстрируют прекрасную коррозионную стойкость. Приток кислорода достаточен для поддержания пассивности, а большая скорость движения воды препятствует биологическому обрастанию. Результаты испытаний в быстром потоке, представленные в табл. 29, показывают, что оба сплава Монель значительно более стойки к коррозии в таких условиях, чем стали и сплавы на основе меди.

Никель — хром — молибден. Прежде чем перейти к рассмотрению отдельных сплавов этого типа, целеот-образно обсудить общее влияние каждого из компонентов на коррозионное поведение сплава. Никель склонен к питтингу. Добавление к никелю хрома, например в сплавах 80№— 20Сг (нихром) или Инконель 600, значительно упрочняет пассивную пленку, но все же не в такой степени, чтобы предотвратить щелевую и питтинговую коррозию в морской воде. Поэтому сплавы никель—хром и никель—хром—железо можно использовать в условиях погружения только в тех случаях, когда приходится иметь дело с быстрым потоком воды, скорость которого достаточна для поддержания пассивности, или же когда применяется катодная защита. В целом названные сплавы более стойки к местной коррозии, чем никель. При определенных условиях для развития местного пробоя пассивной пленки может потребоваться несколько лет.

Как правило, окислительные условия в большинстве морских сред достаточны для поддержания пассивности титана. Механическое или химическое повреждение пассивной пленки залечивается почти мгновенно, что подтверждается потенциометрическими исследованиями.

Титан и его сплавы проявляют прекрасную коррозионную стойкость в зонах брызг и прилив'а. Хорошо аэрированная морская вода в зоне брызг способствует пассивации. Несмотря на возможное обрастание морскими организмами, количество кислорода в зоне прилива также достаточно для поддержания пассивности. При обычных температурах скорость коррозии титана настолько мала, что для поддержания его

Для ьодоводов поддержания пластового давления применяют бесшовные горячекатайные трубы, а для магистральных трубопро-' водов и отводов от них, трубопроводов для сбора нефти и газа на промыслах, городских газопроводов, кроме того, и сварние лря-мошовнке и спиральношовние трубы из углеродистых в малоуглеродистых сталей слабо-и среднелегированкых марганцем, хромом, азотом, алюминием, кремнием, вольфраном, церием, например: 09Г2С, 10Г201, 14ХГО, 17ГС, 16Г20Ай, 15ГСТЮ, Г7Г2СФ, 20Ш и др.

Для защити от коррозии внутренней поверхности промысловых трубопроводов систем, поддержания пластового давления и ье&те-или газосбора наибольшее применение нашли ингибиторы коррозии. Основной! преимуществами ингибирования являются технологичность, высокая эффективность без больших кагштадънпх вложений, возможность применения для защиты большого количества уже действующего на^зе^ного и подземного оборудования (ёмкостей, резервуаров, трубопроводов и др.), выполненных без защитных локритий из углеродистых сталей.

Коррозионное разрушение водоводов систем; поддержания пластового давления (ШД) приводит зачастую к засолению пахотных земель, пастбищ, что делает их в течение длительного времени непригодными для эксплуатации, а при проведении ремонтных работ нарушается плодородны*! слой почвы-. Сточное водк, попадая в водонос-ние горизонты и открытые водоёмы, вызывают засоление источников водоснабжения (родники, озёра, небольшие реки). В этих случаях вода становится непригодной для питья и полива.

С развитием технологии добычи нефти при помощи поддержания пластового давления (ППД) и соответствующим ростом фонда кустовых насосных станций (КНС, на стационарном фундаментном основании) и блочных КНС (БКНС) возникает принципиально важная задача наблюдения за техническим состоянием агрегатов таких станций. Это обусловлено значительной стоимостью агрегатов и необходимостью предотвращения аварий, а также требованием поддержания высоких темпов закачки воды в пласт, что позволяет обеспечить большую скорость фильтрации жидкости в пласт и высокий коэффициент текущей нефтеотдачи. Последнее, как известно, влияет и на конечную нефтеотдачу.

Роторы вала двигателя и насоса агрегата поддержания пластового давления (ППД) имеют большой диаметр и соответственно малую кривизну. Последнее обстоятельство позволяет ввести упрощающее предположение, в частности, можно пренебречь кривизной контактирующих поверхностей и считать их плоскими.

Ингибитор Д-2 представляет собой смесь тяжелых компонентов пиридиновых и хинолиновых оснований. Он применялся в основном на нефтяных промыслах (в частности, в ПО "Нижневолжскнефть" и "Бузулукнефть") для обработки скважинного оборудования и водоводов системы поддержания пластового давления. Применение ингибитора, обладающего

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ - энергия системы, зависящая от её внутр. состояния. В.э. включает в себя энергию хаотич. (теплового) движения всех микрочастиц системы (молекул, атомов, ионов и т.п.), энергию взаимодействия этих частиц, энергию электронных оболочек атомов и ионов, внутриядерную энергию и т.д. В термодинамике и её техн. приложениях представляет интерес не само значение В.э. системы, а её изменение при изменении состояния системы (см. Первое начало термодинамики). Поэтому под В.э. системы обычно понимают только те её составляющие, к-рые изменяются в рассматриваемых термодинамич. процессах. Напр., В.э. идеального газа можно считать равной кинетич. энергии теплового движения молекул. ВНУТРИКОНТУРНОЕ ЗАВОДНЕНИЕ -способ разработки нефт. месторождений и метод поддержания пластового давления путём нагнетания воды через скважины, пробуренные непосредственно в нефтенасыщ. часть пласта.

матизир. установка для проведения газового каротажа. На автомобиле размещается блок питания и комплекс измерит., аналитич. (хроматограф, газоанализатор) и регистрирующих приборов, а также часто мини-ЭВМ. Сигналы поступают от датчиков, располож. на устье скважины. ГАЗОКОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ -комплекс сооружений и оборудования для повышения давления природного газа при его транспортировании по газопроводу и хранении. По виду выполняемых работ выделяют Г.с. головные, создаваемые на месторождениях у начала газопровода, линейные, размещаемые вдоль трассы магистральных газопроводов, Г.с. подземных газохранилищ и для закачки газа в пласт для поддержания пластового давления. На всех Г.с. могут использоваться газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным или электрич. приводами, устанавливаемые в компрессорных цехах станций, блоч-но-контейнерные агрегаты заводского изготовления с приводом авиац. типа, с турбоблоком, а также поршневые газомоторные компрессоры и агрегаты с центробежным нагнетателем, используемые на магистральных трубопроводах и для работы (в качестве первой ступени сжатия) на подземных газохранилищах. Управление Г.с. полностью автоматизировано.

Для придания лучших технологических свойств была разработана модификация ингибитора И-1-А - И-2-А ("Север-1"), который широко используют на нефтяных месторождениях для защиты промыслового оборудования и оборудования системы поддержания пластового давления от коррозии в сероврдородсодержащих нефтепромысловых водах, в том числе зараженных сульфатвосстанавливающими бактериями.

Защита от коррозии внутренних поверхностей промысловых водоводов ингибитором "Север-1" в настоящее время осуществляется в основном по технологии ВНИИТнефти. Для защиты от коррозии всей системы поддержания пластового давления ингибитор периодически подают на прием центробежных насосов 1 раз в 20—23 сут. Продолжитель-

Применение ингибитора "Север-1" в системе поддержания пластового давления ПО "Куйбышевнефть", "Татнефть" и Главтюменнефтегаз позволило в 1982 г. защитить от коррозии 461,2 км водоводов сточных вод, увеличить срок их службы в среднем в 1,8 раза, снизить число порывов водоводов в 3,6 раза и сэкономить около 1,4 т металла труб на каждую израсходованную тонну ингибитора.